實驗是化學這門學科中非常重要的組成部分,關系著許多化學理論的得出以及驗證。一些化學教師在教學過程中,發現一些章節的實驗內容如果按照教材上所說的步驟進行的話,實驗現象及結果與理論會出現較大的偏差,容易誤導學生。針對這種情況,我們可以在原有實驗內容的基礎上進行適當的改進,讓實驗現象與結果變得更加準確,且具有科學性。
一、初中化學疑難實驗
這里以人教版的九年級化學為例,許多化學教師在進行教材中的演示實驗時會發現有幾個實驗的實驗現象及結果與理論介紹的實驗現象及結果有一些出入;或者說教材中原有的操作過程對于現有條件來說有一定難度,需要教師在教學時著重關注。人教版九年級化學教材中的疑難實驗主要有以下兩項:
1.硝酸銀與銅反應置換出銀并生成硝酸銅的實驗中,按照教材中的實驗步驟進行,最后會生成灰黑色的粉末而并不是銀白色的銀。
2.在生成二氧化碳的實驗中,如果按照教材中的實驗步驟進行,那么在最后得到氣體的時候會發現得到的氣體中除了二氧化碳還有氯化氫的存在。
最為明顯的化學實驗疑難點就是這兩處,當然教材中還有一些是反應尾氣處理不當,反應過程進行太慢等問題,廣大化學教師可以根據自身情況對這些問題進行微小的改動處理。
二、初中化學疑難實驗的解決要點
通常來說,對于一個疑難實驗的改進,可以從實驗裝置、反應物選擇、實驗環境改良、混合物分離等方面進行考慮,以不改變教材中主要步驟為原則,去蕪存菁,只在不合理的實驗局部進行小型的改變。以硝酸銀與銅反應置換出銅為例,從原實驗中反應生成物不是銀白色的銀可以推斷出,很有可能是在反應過程中有外界的物質參與了反應,導致其他物質的生成,那么就可以在實驗物質的去雜方面進行改進。
1.該實驗的主要反應化學方程式為:
Cu+AgNO3→Ag+CuNO3
其中銅為紅色金屬絲,硝酸銀為無色透明溶液,生成的銀為銀白色固體,硝酸銅溶液為藍色液體,若有外界氣體進入可能呈綠色。
2.在教材原有實驗裝置的基礎上,對實驗裝置進行如下部分的改進措施:
將干凈的銅絲放入裝有三分之一試管容積的硝酸銀溶液中,周圍采用溫水水浴加熱。在硝酸銀的上液面用植物油覆蓋,避免其與空氣接觸。
其中植物油的作用主要是隔絕反應物與外界的空氣,避免外界空氣介入參與反應,造成實驗結果與預期的不同。而所選用的溫水環境則是為水浴提供條件,讓反應進行得更加快速。試管內的硝酸銀溶液使用排除空氣的蒸餾水配制而成,避免了硝酸銀溶液中混入氧氣等氣體分子造成額外反應。
3.該實驗的改進中,主要進行的就是裝置方面的改進,并且裝置上的改動較小,在原有基礎上添加了隔絕空氣所用的植物油。另外,在硝酸銀溶液的配制上為了純化反應物而對配溶液的蒸餾水進行了進一步的純化處理。正是這兩點較為微小的改動,使最后的反應物不是灰黑色粉末而是銀白色粉末附著在銅絲的周圍。
三、初中化學疑難實驗的創新措施
除了對教材中原有步驟的改進之外,還可以適當地進行一些創新,以使實驗設計更加完美。以二氧化碳的收集為例,原有的教材中并沒有進行二氧化碳中氯化氫氣體的處理,使二氧化碳的成分不純。如果在實驗裝置中加入一個裝有飽和碳酸氫鈉溶液的廣口瓶這樣的洗氣裝置,飽和碳酸氫鈉溶液能吸收氯化氫氣體,而不能吸收二氧化碳氣體,那么就能收集到較純凈得二氧化碳氣體,讓實驗變得更加的完美。
又如,驗證二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應時,由于該反應沒有現象,學生無法判斷該實驗是否發生反應,學生會感到困惑。這時,只要設計一個簡單實驗就能讓學生解除困惑。證明二氧化碳與氫氧化鈉反應可以用一個塑料瓶收集二氧化碳氣體加入少量氫氧化鈉溶液,我們可以看到塑料瓶會變扁,同時再往瓶中加入稀鹽酸驗證產物中有碳酸鈉生成。
參考文獻:
朱紅,李樹友.初中化學疑難實驗的改進與創新[J].化學教育,2013(05).
(作者單位 江蘇省海門市東灶港初級中學)
編輯 王團蘭